Способ определения зоны поглощения в процессе бурения

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОНЫ ПОГЛОЩЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ, включвющий измерение расхода промывочного раствора на выходе скважины в процессе прямой промывки и соответствующей этому расходу интенсивности поглощения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, определения зоны поглощения, делолнитёльно осуществляют обратную промывку скважины, в процессе которой изменяют расход нагнетаемого в скважину раствора до достижения интенсивности поглощения, равного интенсивности поглощения в процессе прямой промывки, измеряют соответствующий зтому значению интенсивности расход раствора на выходе скважины до зоны поглощения и определяют расстояние от устья скважины по следующей формуле: ь X . BblX.rtp ---+ 1 : Q вь(Х. оБр § :где L - глубина скважины, м (Л Qevx.np 6biv-obp-P ° Р° с мывочного раствора на выходе из скважины при -прямой и обратной промывках соответственно и измеренные при равных значениях интенсивности поглощения, л/мин.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111

3(59 Е 21 В 47 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (l

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /:- /

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3527585/22-03

I (22) 24. 12. 82 (46) 07.04.84. Бюл. 9 13 (72) А.Д.Елисеев (53) 622.241(088.8) ,(56) 1. Тян П.M. Предупреждение и ликвидация поглощений при геологоразведочном бурении. M. "Недра", 1980, с. 19-22.

2. Марамзин А.В., Рязанов А.А.

Бурение разведочных скважин в paNoнах распространения многолетнемерэлых пород". М., "Недра", 1971, с. 97 (прототип). ,(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОНЫ

ПОГЛОЩЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ, вклю-чвющий измерение расхода промывочного раствора на выходе скважины в процессе прямой промывки и соответствующей этому расходу интенсивности поглощения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, определения зоны поглощения, дв. волнительно осуществляют обратную промывку скважины, в процессе которой изменяют расход нагнетаемого в сква" жину раствора до достижения интенсивности поглощения, равного интенсивности поглощения в процессе прямой промывки, измеряют соответствующий этому значению интенсивности расход раствора на выходе скважины до зоны поглощения и определяют расстояние от устья скважины по следующей формуле:

)(/ (вью.пр — — — -- — +. 1

ВыХ. 06р

:где L — глубина скважины, м; оды промывочного раствора на выходе из скважины при -прямой и обратной промывках соответственно и измеренные при равных значениях интенсивности поглощения, л/мин.

1084428

1О

Известен способ определения зоны поглощения в процессе бурения, включающий измерение расхода промывочного раствора на выходе скважины 45 в процессе прямой промывки и соответствующую этому расходу интенсивность поглощения f2) .

Недостаток известного способа заключается в низкой точности опре- 50 деления местоположения зоны поглощения. Способ позволяет определить момент возникновения поглощения, местоположение.же зоны может соответствовать ранее пробуренным интер- 55 валам скважины, например, при возобновлении поглощений в ранее затампонированных зонах, при нарушении цеИзобретение относится tc способам определения местоположения зон поглощения промывочных растворов и может быть использовано при бурении скважин снарядами со съемными керноприемниками типа ССК и КССК, бурение которыми характеризуется малыми кольцевыми зазорами.

Известны способы определения местоположения зон поглощения при помощи пакеров. Исследования укаэанными методами проводятся силами буровой бригады с использованием бурового оборудования и специальных приспособлений. Применение указанных .способов позволяет сократить время между возникновением поглощений и определением местоположения за счет . исключения времени организации работ специальной геофизической служ- 20 бы (1) .

Однако известные способы снижают технико-экономические показатели бурения из-за простоев, вызванных выполнением операций по реализации 25 способов. К этим операциям следует отнести подъем колонны бурильных труб, установку на них бурильной колонны специального приспособленияпакера, а также выполнение исследований при дискретном спуске бурового снаряда, и на подъем снаряда по окончании исследований.

Б большей степени указанный недостаток проявляется при бурении снарядами со съемными керноприемниками, когда подъем снаряда производится редко и необходимость подъема определяется только стойкостью породоразрушающего инструмента. лостности колонны обсацных труб и др.

Цель изобретения — повышение точности определения местоположения зоны поглощения промывочного раствора.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения эоны поглощения в процессе бурения, включающему измерение расхода промывочного раствора на выходе скважины в процессе прямой промывки и соответствующей расходу интенсивности поглощения, дополнительно осуществляют обратную промывку скважины, в процессе которой изменяют расход нагнетаемого в скважину раствора до достижения интенсивности поглощения в процессе прямой промывки, измеряют соответствующий этому значению интенсивности расход раствора на выходе скважины и определяют расстояние от устья скважины до зоны поглощения по следующей формуле:

К = — — — —— (вых. пр

+ 1 вых, о р где 1 — глубина скважины, м;

Й ВЫП.IlP> 8 SQN,()bp РасхоДы про мывочного раствора на выходе иэ скважины при прямой и обратной промывках соответственно и измеренные при равных значениях интенсивности поглощения, л/мин.

На чертеже изображена схема циркуляции промывочного раствора в скважине.

На чертеже обозначено колонна 1 бурильных труб, герметиэирующее устройство 2 (например,, превентор), внутренний объем 3 бурильных труб, эатрубное пространство 4 скважины, зона S поглощения промывочной жидкости, направления 1 и TI движения промывочной жидкости при прямой и обратной промывках соответственно.

Согласно известным соотношениям гидравлики промывочных жидкостей давление жидкости в скважине и давление в поглощающем пласте связаны при прямой промывке

1084428 при обратной промывке и 2l (i-к111 з пл, (гдед Р1 и ь Р -перепады давления между

11 давлением жидкости в скважине и давлением в поглощающем пласте при прямой и обратной промывках соответственно; 10

P = P - гидростатическое давя ление столба промывоч-, ной жидкости;

Р< — потери давления, соотЬ11 ветствующие гидросопротивлениям в кольцевом пространстве на интервале Х при прямой промывке;

Р - потери давления, соот- 20 (b-õ) И ветствующие гидросопротивлениям в кольцевом пространстве на интервале (L-Х ) при обратной промывке; 25

Р - потери давления, соответствующие гидросопротивлениям, внутри бу- . рильных труб при обратной промывке. 30

Если создать режимы прямой и обратной промывок при условии Ь Pl = Р1 с учетом того, что Р» и Р равны и с учетом равенства пластовых давлений, равенство правых частей выражений (1) и (2) примет вид

Р(Х) y = Р()Zl + Р (З)

Режимы прокачивания промывочного . 40 раствора в прямом и обратном направлениях, при которых APl =dPII можно определить Замерами устьевой информации по равенству интенсивностей поглощения (1 и dglr соответственно 45 при поочередном прокачивании в прямом и обратном направлениях.

С использованием соотношений гидравлики выражение (3) можно записать в следующем виде: 50 где h» — коэффициент .гидросопротивлений в кольцевом простран- 55 стве при заданной скорости вращения снаряда и расходе жидкости;

4 — интервал от устья скважины до зоны поглощения;

69b — расход промывочного раствора на выходе из скважины при прямой промывке;

О о — расход промывочного раствора на выходе из скважины при обратной промывке, Ag — коэффициент гидросопротивлений в.кольцевом пространстве при определенной скорости вращения снаряда и расходе жидкости;

8 ° 12 10

А- — — — —— коэффи(D-- d„) (О d„) циент, 5 2

Э вЂ” диаметр скважины;

d наружный диаметр бурильных труб.

Для облегчения практической реализации способа допускают следующее: слагаемым Р в выражении (4) можно пренебречь, так как при бурении снарядом со съемным керноприемниками потери давления в кольцевом пространстве более чем на порядок превышают потери внутри труб, что вносит погрешность менее 5Х; диаметр скважины принимают одинаковым по всей длине скважины (при бурении снарядами со съемными керноприемниками разработка ствола скважины минимальна и диаметр скважины близок к диаметру бурения, с учетом этого значения коэффициенты А в обеих частях выражения (4) принимаются одинаковыми, для определения потерь давления в кольцевом пространстве произведение h <. .Q „ принимают рав 2 ным Ь Q <, à K= g . Q> (величина постоянная), где A < — коэффициент гидросопротивления в кольцевом пространстве соответствующий расходу при определенной скорости вращения, К вЂ” постоянный коэффициент.

Такие допущения правомерны по следующим соображениям.

Результаты исследования потерь давления на производственных сква-. жинах отмечена их зависимость от расхода, близкая к линейной, зависимость от глубины также линейная.

Поэтому можно предположить,.что при изменении расходов произведение

3„ Яп остается постоянным, а

=k.Q<. С учетом принятых г л

5 допущений выражение (4) принииает следующий вид:

1084428

" 1 Ьых.яр Х =К Яэы О р (1 х1 (5) 5 800

)(= — — — - 235 м

300 — -+ 1

13 (6) 9Ых. пР

«а (Вь ч, 05р

30

Соотношение расхода на выходе из скважины с измеренным дополнительной операцией расходом жидкости на 15 выходе из скважины при обратной промывке характеризует соотношение гидросопротивлений и протяженностей участков циркуляционной системы, разделенных зоной поглощения, поэто- 20 му предлагаемый способ может быть использован для уточнения местоположения эоны поглощения.

Способ осуществляется следующим образом. 25

Бурение скважины осуществляется снарядом со съемным керноприемником.

Интервал скважины обсажен трубами до глубины 220 м. В качестве промывочной среды использован глинистый раствор. Бурение осуществляется в режиме со следующими параметрами: нагрузка на забой Т=1500 кгс, частота вращения снаряда 11 =620 об/мин расход промывочного раствора 35

g =60 л/иин.

При глубине скважины L =800 и отмечено частичное поглощение промывочной жидкости с интенсивностью поглОЩениЯ 4 hosp = 30 л/минq IIPH этом 40 на выходе иэ скважины раствор выходит с расходом (1 ...„ „Р = 30 л/мин.

Для определения местоположения частичного поглощения по предлагаемому способу организуют обратную 45 промывку. Регулированием расхода нагнетания (@11 6 достигают интенсивность поглощения, равную 30 л/мин, (hg = 30 л/мин), при этом расход промывочного раствора на выходе из скважины составляетЯ6ьш.®p =13 л/мин, а на входе Qgq, оьр =43 л/мин.

Используя выражение (6), определяют местоположение зоны поглощения

Х = — — — —- 55

QBbill 11 — — — -+1 (Sb

С учетом сведений о конструкции скважины и технологии ее бурения нетрудно предположить, что промывочный раствор уходит под обсадные трубы (глубина 220 м). Скважинной расходометрией подтвержДено, что зона поглощения находится на глубине 220 м.

Допущения, принятые с целью упрощения реализации спо оба, вносят погрешность в результат определения местоположения зоны поглощения, однако с учетом сведений о конструкции скважины и фактической технологии ее бурения (глубина обсаженного интервала скважины, тампонирование интервалов скважины и др.) применение способа позволяет конкретизиро вать местоположение зоны поглощения с достаточной для успешной ликвидации поглощения точностью.

После определения местоположения зоны поглощения ее изолируют путем закачивания непосредственно по бурильным трубам тампонирующего раство. ра или с применением специальных приспособлений.

Предлагаемый способ определения местоположения зоны поглощения выполняется буровой бригадой и исключает время организации работ специальных служб.

Кроме того, реализация предлагаемого способа определения местоположения зоны поглощения осуществляется буровой бригадой с использованием серийно выпускаемого бурового оборудоt вания и не требует, специального геофизического оборудования и высококвалифицированных специалистов.

Определение местоположения зоны поглощения по предлагаемому способу осуществляется при фактических усло виях циркуляции промывочной жидкости в процессе бурения — при фактических условиях взаимодействия циркулирую,щего проиывочного раствора с зоной поглощения.

Применение данного способа позволяет повысить производительность буровых работ и их технико-экономические показатели за счет оператив,ного определения местоположения

7 1084428 8 эоны поглощения, исключения простоев, нйя и содержанием обслуживающего связанных с выполнением спуско- . его персонала. В большей степени подъемных операций и времени исследо- эффект от применения способа может вания скважины специальными средства- быть получен при поисковом разведочми, а также за счет уменьшения зат- 5 ном бурении в удаленных от стациорат, связанных с амортизацией спе- нарных баз районах ведения буровых циального геофизического оборудова- работ.

Составитель А. Назаретова

Редактор М. Янович Техред M.Ãåðãåëü Корректор С. Шекмар

Заказ 1947/25 Тираж 564 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4